[實用新型]斷路器同步控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820011657.8
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN201178047Y
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳建業(yè);王科;李治平
• 申請（專利權）人: 鞍山華夏電力電子設備有限公司
• 主分類號: H01H9/56
• 分類號: H01H9/56
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司
• 代理人: 孔金滿;顏偉

技術領域

本實用新型涉及電力供電中的斷路器控制器技術領域，特別是采用現(xiàn)代電力電子技術實現(xiàn)中高壓斷路器的同步控制的斷路器同步控制器。

背景技術

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，社會對電力的需求越來越大。而電力法的公布和執(zhí)行，更要求電力供電部門提供安全、經(jīng)濟、可靠和高質(zhì)量的電力。在供電和配電系統(tǒng)中，斷路器是十分重要的電氣設備，它主要有兩個用途：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運行的需要投入或切出一部分設備或線路；二是保護作用，即在電力元件或線路發(fā)生故障時，能自動迅速有選擇地將故障元件和線路從運行的系統(tǒng)中切除分離出來，避免故障元件繼續(xù)遭受損害，并保證無故障部分能迅速恢復正常。目前，幾乎所有的斷路器都采用手動或自動方式進行合閘和分閘操作，在開斷和關合電力設備的瞬時，所處系統(tǒng)電壓的初相角通常都是隨機的和不確定的，因此會產(chǎn)生不同程度的暫態(tài)過程。例如，在關合空載變壓器、電容器組和空載線路時，常常產(chǎn)生幅值很高的涌流和過電壓。幅值很大的涌流將導致斷路器觸電受損、變壓器繞組產(chǎn)生機械應力及繼電器誤動作；過電壓可能導致設備局部放電，絕緣被破壞；這些不僅對系統(tǒng)中的設備不利，還影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為了減小暫態(tài)過程，一是可以采用固態(tài)斷路器，即利用高速無觸點的電力電子器件如晶閘管，GTO和IGCT作為無弧電子開關，也稱固態(tài)開關，來替代傳統(tǒng)的機械式開關，但它控制復雜，價格昂貴，同時由于開關器件自身在開關過程和導通狀態(tài)下均存在損耗，特別是作為斷路器使用時，其導通過程中的功率損耗等于線路的工作電流和器件通態(tài)的管壓降的乘積，是一個相當大的數(shù)值。上述功率損耗不僅造成能量的浪費，還會轉化為熱能導致器件溫度的上升，影響到器件的正常工作和可靠性，因此必須采用適當?shù)氖侄芜M行冷卻，這又造成系統(tǒng)復雜性的增加和可靠性的降低。另一種常用的方法是斷路器動、靜觸頭在控制系統(tǒng)的控制下，在電網(wǎng)電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合，即對斷路器進行同步控制。所謂斷路器同步控制技術是指斷路器的動、靜觸頭在系統(tǒng)電壓波形的指定相角處關合，使得空載變壓器、電容器和空載線路等電力設備在對自身和系統(tǒng)沖擊最小的情況下投入電力系統(tǒng)的一種智能控制技術。同步控制技術實現(xiàn)開關主觸頭在零電壓時關合和零電流時分斷以大幅度提高開關的通斷特性。相比固態(tài)斷路器它結構及控制簡單、可靠性高、價格低。利用同步關合技術可以降低合閘操作暫態(tài)過程中的過電流和過電壓，從而提高電力設備的壽命和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。采用同步關合技術可以達到以下效果：

(1)減小合閘操作的涌流和過電壓。

幅值很大的涌流將導致斷路器觸點受損，變壓器繞組產(chǎn)生機械應力，保護繼電器誤動作。過電壓可能導致設備局部放電。采用同步合閘可以減小涌流的幅值和電壓的擾動，從限制瞬態(tài)電壓的效果和經(jīng)濟性等方面考慮，都比通常所用的預置合閘電阻和避雷器要好得多。

(2)提高電能質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在日益競爭激烈的能源市場中，電能質(zhì)量正在成為一個重要的性能指標。在以前認為可以接受的一些微小變化的暫態(tài)過程會由于電力電子的應用的增長而有所上升，造成不希望出現(xiàn)的故障狀態(tài)而導致生產(chǎn)過程停滯和巨大的產(chǎn)量損失。開關操作的暫態(tài)過程對配電系統(tǒng)會產(chǎn)生各種干擾，它們包括惡劣的電能質(zhì)量導致的保護不按時動作和不可接受的過電壓導致的嚴重危害和早期故障。開關本地產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓可能會傳播到遠處，有時會影響其他用戶并發(fā)展到不同的電壓等級。同步關合技術可以減小在對負載進行合閘操作時電網(wǎng)設備所承受的過電流和過電壓的作用，有效的改善了電能質(zhì)量并提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(3)延長了電器的使用壽命和檢修周期，降低了成本。

同步關合技術的應用使斷路器和電力系統(tǒng)中的其它電器在合閘操作中承受的過電流和過電壓大大減小，從而延長了使用壽命和檢修周期。同時，同步關合技術的實現(xiàn)可以取代傳統(tǒng)的合閘電阻，合閘電感和串聯(lián)電抗器等輔助設備，所增加的是一套成本較低的控制系統(tǒng)，從而降低了成本。